非线性振动控制的神经网络离散逆系统方法

针对非线性结构振动控制难以用线性控制方法精确控制的情况，提出神经网络离散逆系统方法．建立了结构的离散化模型，再用神经网络将非线性系统通过逆系统变换变为伪线性系统，对该伪线性系统可以用一般线性方法精确控制．该方法将非线性结构控制问题转化成了线性结构控制问题，使问题难度大大减小．对某非线性建筑结构振动作了控制仿真，实现了精确线性化，控制效果曲线与对线性结构控制效果曲线几乎完全吻合．神经网络离散逆系统方法发挥了神经网络和线性控制各自的优点，可用于强非线性结构的振动控制．     

非线性解耦与线性解耦的统一

利用微分几何理论，将非线性系统大范围线性化，并在此基础上通过对比，推证得出了非线性解耦与线性解耦在微分几何领域是统一的．从而可以将非线性解、耦问题化成线性解耦问题来解决。     

基于状态空间法的倒摆系统稳定控制

利用状态空间法实现对2级倒立摆系统的稳定控制．文中从刚体运动学角度分析了2级倒立摆系统的运动，并利用有关动力学基础，运用状态空间法建立2级倒立摆系统的数学模型，并对其进行线性化处理．对线性化后的模型进行极点配置，给出K阵，用软件实现了稳定控制．     

大型发电机非线性励磁控制器设计的一种新方法

根据李亚普诺夫直接方法，给出了一种基地参考模型的非线性系统反馈线性化的简便方法，该方法首先确定一个具有希望动态特性的线性参考模型，然后了利用李亚普诺夫方法设计系统的非线性控制律，使被控对象的状态趋于近线性参考模型的运动状态，将这一方法应用于大型发电机非线性励磁控制律的设计，实践表明，所得结果同用微分几何法与逆系统方法得到的结果完全相同，该方法仅涉及现代控制理论的基本内容，不涉及微分几何与微分代烽等     

浅析高阶控制系统的校正方法

自动控制系统的难点就是对高阶复杂系统的方程线性化，从而实现控制，利用主导极点与偶极子的性质可以将高阶系统近似为一阶、二阶系统来分析，实现高阶系统的有效校正，实验结果符合控制要求。     

一类非线性系统的基于观测器的H∞输出反馈设计

某些非线性系统可以通过全局线性化方法 ,转化为线性时变系统 ,因而可通过研究全局线性化后的线性时变系统来处理非线性系统的相关问题 .基于这一思路 ,利用线性微分包含的概念 ,对一类可化为多胞型线性微分包含的非线性系统 ,给出其基于观测器的 H∞ 输出反馈设计方法 ,得到的反馈控制律能使闭环系统内稳且具有 H∞干扰衰减 .文中对双边投影引理和 Finsler引理进行了扩展 ,从而可以处理基本矩阵不等式中块对角矩阵的消去问题 .利用这一结果 ,把基于观测器的H∞输出反馈设计的一充分条件化为线性矩阵不等式 ( LMI) ,进而利用已有的 LMI工具箱对控制律进行求解 .从而避免了采用非线性系统设计的一般方法时必须面对的求解 Hamilton- Jacobi不等式或等式方程的困难     

一类非线性系统的基于观测器的H~∞输出反馈设计

某些非线性系统可以通过全局线性化方法 ,转化为线性时变系统 ,因而可通过研究全局线性化后的线性时变系统来处理非线性系统的相关问题 .基于这一思路 ,利用线性微分包含的概念 ,对一类可化为多胞型线性微分包含的非线性系统 ,给出其基于观测器的 H∞输出反馈设计方法 ,得到的反馈控制律能使闭环系统内稳且具有 H∞干扰衰减 .文中对双边投影引理和 Finsler引理进行了扩展 ,从而可以处理基本矩阵不等式中块对角矩阵的消去问题 .利用这一结果 ,把基于观测器的 H∞ 输出反馈设计的一充分条件化为线性矩阵不等式 (L MI) ,进而利用已有的L MI工具箱对控制律进行求解 .从而避免了采用非线性系统设计的一般方法时必须面对的求解 Ham ilton- Jacobi不等式或等式方程的困难 .     

两电机同步系统的神经网络逆控制

以多变量、非线性、强耦合的两电机同步控制系统为研究对象，在同步旋转坐标下，建立了两电机同步系统的数学模型，并进行了可逆性分析．采用静态神经网络加积分器构造两电机同步控制系统的逆系统，将此逆系统与原系统相串联构成复合伪线性系统．即两电机同步系统被线性化且已解耦成速度和张力两个相对独立的系统，速度环为y=s^-1φ（s）型伪线性子系统，张力环为y=s^-2φ（s）型伪线性子系统，再分别设计线性闭环调节器对速度环和张力环进行控制．实验结果证明了采用神经网络逆系统控制方法可以实现两电机同步调速系统的解耦控制．     

基于反馈线性化的R(o)ssler混沌系统控制

应用反馈线性化方法成功地控制了R(o)ssler系统,使该混沌系统能控制到预定的目标态.而且在远离不稳定平衡点或大噪声的情况下,控制也可以实现.该方法的特点是通过严格的状态转换和反馈方法,将非线性混沌系统线性化,从而可以应用熟知的线性控制方法.仿真结果证实了该方法的有效性.     

单轮自平衡机器车的系统建模与最优控制

针对高阶次、多变量、非线性、欠驱动的单轮自平衡车系统,提出了一种改进的最优控制算法.首先采用拉格朗日方程推导出力学模型,线性化后,得到系统的线性化方程,然后分别利用线性二次型最优控制算法和基于对称根轨迹的最优控制算法实现了单轮机器车的平衡控制和动态稳定.通过比较可以看出,基于对称根轨迹的最优控制算法较传统的最优控制算法有更好的稳定性和鲁棒性,仿真结果验证了力学模型的正确性和反馈线性化控制算法的有效性.     

主动磁悬浮轴承的解耦控制

运用解耦控制策略对六自由度刚性转子主动磁悬浮轴承（ＡＭＢ）进行控制,应用基于逆系统理论的状态反馈线性化方法,设计出非线性控制器。将ＡＭＢ这一多变量、强耦合及非线性的系统,分解为６个单变量无耦合的线性子系统,并对线性子系统进行了综合。仿真表明,此控制策略实现了各自由度之间的动态解耦,系统的动态性能较传统的ＰＩＤ控制方法有明显的提高。     

永磁同步电机模型的精确线性化

用状态反馈线性化理论研究了永磁同步电机非线性数学模型的线性化问题.证明了永磁同步电机的模型可通过状态反馈进行精确线性化,并给出了实现线性化的状态反馈/微分同胚的具体形式,从而将永磁同步电机控制系统设计问题转化为线性系统问题.     

有源静电轴承起支过程的非线性控制

静电球轴承起支过程中,双边支承下的非线性与轴间耦合较强,必须配置支承垫才能实现任意姿态起支。为了解决静电球轴承无支承垫时的任意姿态起支问题,研究了基于无预载电压偏置的单边支承控制方法。根据非线性的静电力模型,应用反馈线性化方法构造出非线性控制器,使得系统在大范围内精确线性化,然后应用线性系统理论进行设计。实验结果表明,结合单边支承方案与非线性控制方法能够实现静电轴承在任意姿态下的平稳起支,无需配置支承垫,大大简化了对支承电极的工艺要求。     

CCM Buck变换器的精确反馈线性化滑模变结构控制

利用非线性系统的微分几何理论,在CCM Buck变换器仿射非线性模型的基础上,推导出了对应的非线性坐标变换矩阵和状态反馈表达式,得到了Buck变换器的精确反馈线性化模型。在此模型的基础上,选取线性切换函数和指数趋近律,设计了滑模变结构控制器.对比研究表明,所提出的精确反馈线性化滑模变结构控制策略具有良好的动态响应调节和稳态误差调节特性,表现出更强的鲁棒性.     

磁悬浮转子的非线性控制

单轴磁悬浮轴承的模型是非线性最小相位的．其控制可以直接用非线性来控制,与用线性近似的线性控制方法相比较具有反馈精确线性化、高增益反馈等优点．     

基于逆系统方法发电机非线性励磁调节器研究

将非线性系统的逆系统方法用于电力系统，结合ＩＴＡＥ最佳控制规律，推导出了发电机非线性励磁控制规律．大扰动仿真结果表明，基于逆系统方法设计的发电机非线性励磁控制器能较大地改善系统的动态性能．同时，该方法的线性化过程较微分几何方法简单得多，更适于工程应用．     

一种基于电磁驱动的非圆异形孔加工方法

为了对镗杆施加径向可控随动作用力,在镗床主轴与镗杆之间设置一个柔性铰链变形机构(转子),而在其外围设置一个多磁极加力机构(定子),两者形成一个回转式电磁微位移驱动机构.定子与转子之间的作用力取决于定子线圈中的控制电流,改变控制电流可以改变转子与定子之间的作用力,实现转子相对于定子的径向微位移.通过对电磁驱动力的数值建模,提出了实现电磁驱动机构同步驱动的控制方法;通过对电磁驱动力线性化误差进行分析,给出了电磁驱动器关键参数的设计方法.在正常工作范围内,电磁驱动器微位移与控制电流之间具有较好的线性关系.模拟试验表明,通过改变控制电流的大小,转子(镗杆)中心的回转半径随之变化,从而带动镗杆在径向上做精密微位移.     

液弹阻尼器动力学特性对直升机地面共振的影响分析

基于汉密尔顿原理,根据直升机旋翼液弹阻尼器的非线性动力学模型和等效线化模型,分别建立了带非线性和线性液弹阻尼器的直升机旋翼/机体耦合系统动力学模型;并对直升机的地面共振稳定性进行了数值模拟,分析了液弹阻尼器动力学特性对直升机地面共振的影响。结果表明,液弹阻尼器的存在增加了桨叶摆振后退型模态阻尼,提高了直升机地面共振稳定性。采用线化模型计算方便,计算结果能基本反映液弹阻尼器对桨叶摆振后退型模态的影响变化趋势;但模态耦合区位置和峰值阻尼的确定不够准确;而非线性模型则能准确描述液弹阻尼器的动力学特性和直升机旋翼/机体耦合系统稳定性的变化规律,精度较高。     

转子--电磁动力吸振器系统的非线性控制

用电磁动力吸振器可实现对转子振动的在线控制。但是，当系统受到外部激励时，系统可能处于大幅度运动状态，致使转子与吸振器相接触而失控，因而对这类系统采用非线性控制便显得十分必要。在对转子-电磁动力吸振器实行线性控制的基础上，采用非线性补偿控制。数字仿真结果表明，非线性补偿控制可使转子-电磁动力吸振器达到更好的控制效果。